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Constat: 12 ans de pratique d ’étude des systèmes.

POSITIF : Matériel didactique.Sécurité électrique.Documents de travail très propres et peu techniques.Standardisation et disponibilité (système et documents).Travail effectif des élèves en classe.

NEGATIF :Obligation de « contrat » avec les sujets d ’examens.Perversion possible du système TP <-> évaluation.Connaissances peu structurées et limitées au « stockage » pour restitution.Productions orale et écrite des élèves limitées.


Rappel de quelques principes pédagogiques.

La notion de concept. Savoir et savoir faire. La construction du savoir.Les ressources pédagogiques.Organisation des enseignements.La différence entre STI et STS.


LA NOTION DE CONCEPT

La connaissance est organisée sous forme de concepts classés et hiérarchisés.

Le savoir représente l ’ensemble des concepts (classés et hiérarchisés ) et la capacité de les mettre en œuvre pour concevoir une réalité.

Un concept est une idée, un « objet abstrait » conçu par l ’esprit ou acquis lors d ’un apprentissage.C ’est une représentation mentale.

Un concept se caractérise par :Un nom.Des attributs (ou propriétés) essentiels.Des attributs (ou propriétés) particuliers.Des exemples et des contre-exemples.



Un concept peut être ...

Un principe: L ’effet magnétique du courant électrique, l ’arc électrique,...

Une classe de problème: La conversion de l ’énergie, le traitement de l ’information, la protection d ’un moteur,...

Exemple de concept : LA CONVERSION D ’ÉNERGIEAttributs essentiels ( ou principaux ) :

Fonction , réversibilité.Forme de l’énergie et grandeurs caractéristiques en entrée , en sortie.Rendement de la conversion.Représentation fonctionnelle.Procédure de choix ...

Attributs particuliers ( ou secondaires ) :Représentation structurelle normalisée.Principe de fonctionnement.Principe d ’utilisation.Domaine d ’emploi ...

Exemples : Moteur électrique, résistance de chauffage, alternateur, pile...




COGNITIF : Concerne les savoirs :- La conversion de l ’énergie. - La modulation de l ’énergie.- La protection du matériel.- La protection des personnes.- L’information binaire.


MÉTHODOLOGIQUE : Concerne les démarches et les méthodes ( savoir-faire ) :- Utilisation des mesureurs.- Recherche de défaut sur système.- Conception d ’une installation.- Elaboration d ’un GRAFCET.- Contrôle d ’une prise de terre.



Un CONCEPT peut concerner des supports techniques différents ………… et réciproquement, un même support technique peut contribuer aux apprentissages de plusieurs concepts.

L’identification des CONCEPTS est une tâche pédagogique. Elle résulte de l ’analyse des compétences et des savoirs associés décrits dans le référentiel.

Cette dernière doit prendre en compte :les contraintes de durée (équilibre des parties du programme)les contraintes d’antériorité entre les apprentissagesles contraintes matérielles (équipement, locaux.…)

L’IDENTIFICATION DES CONCEPTS EST UN TRAVAIL D ’ÉQUIPE.


SAVOIR ET SAVOIR FAIRE

CONCEPTS

AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE (SAVOIR) (SAVOIR) quelquesquelques exemplesexemples

L ’information analogique

- acquisition- traitement

- exploitation

L ’information analogique

- acquisition- traitement

- exploitation

L ’information numérique- acquisition- traitement- exploitation

L ’information numérique- acquisition- traitement- exploitation

L ’information TOR- acquisition- traitement

- exploitation

L ’information TOR- acquisition- traitement

- exploitation

Le système automatisél ’organisation fonctionnellel ’information , le signalles éléments constitutifs d’un système automatiséla notion de circuit électriquela description du fonctionnement d’un système automatiséles langages de description graphique (Le GRAFCET, BOOLE, schéma bloc…)

Le système automatisél ’organisation fonctionnellel ’information , le signalles éléments constitutifs d’un système automatiséla notion de circuit électriquela description du fonctionnement d’un système automatiséles langages de description graphique (Le GRAFCET, BOOLE, schéma bloc…)

La communicationdialogue HOMME -MACHINEréseau

La communicationdialogue HOMME -MACHINEréseau

Le pilotage des systèmescontrôle commandesécuritédisponibilité

Le pilotage des systèmescontrôle commandesécuritédisponibilité

CONCEPTS



CONCEPTSCONCEPTS

AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE (SAVOIR FAIRE) (SAVOIR FAIRE) quelquesquelques exemplesexemples

valider le fonctionnement d’un appareilvalider le fonctionnement d’un appareil

Régler un systèmeRégler un systèmeMettre en service un systèmeMettre en service un système

réaliser un automatismeréaliser un automatisme

rédiger un dossier techniquerédiger un dossier technique


CONCEPTS

GENIE ELECTROTECHNIQUE (SAVOIR)GENIE ELECTROTECHNIQUE (SAVOIR)

quelquesquelques exemplesexemples

Gestion & distribution de l ’énergie

Grandeurs à prendre en compteAppareillage spécifique

automatisation

Gestion & distribution de l ’énergie

Grandeurs à prendre en compteAppareillage spécifique

automatisationEtablir et interrompreun courant électrique

commande TORcoupure d ’arc…

famille de produits

Etablir et interrompreun courant électrique

commande TORcoupure d ’arc…

famille de produits

Modulation d ’énergie

Continu -> continuAlternatif ->

alternatifAlternatif -> continuContinu -> alternatif

Modulation d ’énergie

Continu -> continuAlternatif ->

alternatifAlternatif -> continuContinu -> alternatif

Conversion de l ’énergieles générateurs :les récepteurs :

Conversion de l ’énergieles générateurs :les récepteurs :

Protection des biens&

des personnes-la fonction protection du matériel

-la fonction protection des personnes

Protection des biens&

des personnes-la fonction protection du matériel

-la fonction protection des personnes

Le circuit électriqueLes différentes formes de l’énergie électriquela nature du courantles effets du courant électriqueles éléments constitutifs d’un circuit électrique

Le circuit électriqueLes différentes formes de l’énergie électriquela nature du courantles effets du courant électriqueles éléments constitutifs d’un circuit électrique


CONCEPTS



GENIE ELECTROTECHNIQUE (SAVOIR FAIRE)GENIE ELECTROTECHNIQUE (SAVOIR FAIRE)

quelquesquelques exemplesexemples

CONCEPTSCONCEPTSrédiger un dossier techniquerédiger un dossier technique

Intervenir sur une installation électriqueIntervenir sur une

installation électrique

Mettre en service une installationMettre en service une installation

réaliser une installation électriqueréaliser une installation électrique

valider le fonctionnement d’un appareilvalider le fonctionnement d’un appareil

Régler un systèmeRégler un système


LA CONSTRUCTION DU SAVOIR: Un processus d’apprentissage

Elle se fait en trois temps :

Acquisition (compréhension).

Consolidation (application).

Maîtrise (synthèse).


Représentationinstinctive, spontanée

que l’élève va essayer de préserver

Représentationinstinctive, spontanée

que l’élève va essayer de préserver

Connaissances et organisationmentale par lesquelles l’intéressé s’estsaisi de l’Objet dans sa vie antérieure.

Connaissances et organisationmentale par lesquelles l’intéressé s’estsaisi de l’Objet dans sa vie antérieure.

LA CONSTRUCTION DU SAVOIR

Avant l’apprentissage :

réaction de l’intéressé quand on lui présente un objet.

Objet



Le résultat recherché : un concept élaboré

Représentation d’un niveau supérieur.

Représentation d’un niveau supérieur.

Concept :Nom AttributsMéthode,exemples,etc..

Réorganisation du système mental par lequel la Connaissance, objet de l’étude, est appréhendée.Réorganisation du système mental par lequel la

Connaissance, objet de l’étude, est appréhendée.

Objet


4-Structuration :Confrontation, organisation, mise en relation des concepts, liaison au déjà connu.

4-Structuration :Confrontation, organisation, mise en relation des concepts, liaison au déjà connu.

3-Synthèse :du particulier au général,de l’observation au concept.

3-Synthèse :du particulier au général,de l’observation au concept.

1-Apports :Connaissances,démarches et modèles.

1-Apports :Connaissances,démarches et modèles.2-Questions élucidantes:orales ou écrites.

2-Questions élucidantes:orales ou écrites.


Les interventions du Professeur pendant l ’apprentissage.Proposition d’exemples et de contre-exemples relatifs au concept étudié: Ils permettent de préciser le nom et les attributs essentiels du concept.

Proposition d’exemples et de contre-exemples relatifs au concept étudié: Ils permettent de préciser le nom et les attributs essentiels du concept.



acquisition , consolidation :

Des actions supports d’opérations mentales.

$, = §, ?#<¤* &~~(


En dispose-t-ilvraiment ?

Après l’apprentissage : vérification de la maîtrise :

Le résultat recherché.

Nouvelle Connaissance d’un niveau supérieur.

Nouvelle Connaissance d’un niveau supérieur.



- Le dire.- L’écrire.- Le faire.

Dans un contexte différent ou sur un exemple inédit.

Comportements observables justifiés (supportés par le geste mental).

Nouvelle connaissance d’un niveau supérieur.

Nouvelle connaissance d’un niveau supérieur.


Après l’apprentissage: Scénario de vérification :

Le résultat constaté.


LES RESSOURCES PÉDAGOGIQUES.

le cours (magistral).le TD.le cours -TD.le TP - cours.le TP collectif.les TP tournants.la visite d ’entreprise.

le compte rendu.l’exposé.le devoir maison.le devoir surveillé.le projet.

Toute démarche d ’acquisition de connaissances doit passer par une activité personnelle de l’apprenant et une matérialisation sur cahiers.

AUCUN MOYEN N’EST À EXCLURE À PRIORI !


LES RESSOURCES PEDAGOGIQUES

LE TRYPTIQUE TP / TD / Cours.

LE COURSLE COURS

LE TPLE TP

Observations et manipulations d ’appareils, sous systèmes et systèmes réels ou modélisés, mise en œuvre.

Evaluation de savoirs et savoir-faire.

Apports ou Synthèse. Structuration des connaissances.

LE TDLE TD Entraînement sur modèles, évaluation de savoirs et savoir-

faire (procédure).

le contact d ’une réalité « concrète » est la base d ’une représentation mentale des phénomènes visant à leur compréhension.

Ils ont deux vocations :

LES TRAVAUX PRATIQUES.

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L’élève doit avoir son cahier de TRAVAUX PRATIQUES.

Découverte de solutions, émergence de règles et de lois, … permettant des transferts à de nouveaux cas. (action, réflexion et proposition). ⇒ démarche inductive.

Application, validation de lois énoncées, concrétisation de notions déjà présentées…. ,

(réflexion, proposition et action). ⇒ démarche déductive.

Il s'agit d'une leçon à caractère magistral qui peut s'appuyer sur :•la dictée ou la prise de notes pendant la prestation du maître.•un polycopié réalisé par l'équipe pédagogique de l'établissement.•un manuel.

Le cours inclut des exemples soigneusement choisis pour la corrélation immédiate qu'ils offrent avec le savoir ou le savoir-faire considéré.

Il fait appel à l'ensemble des moyens audio-visuels permettant une communication moderne : tableau, rétroprojecteur, vidéo-projecteur, …

LE COURS.



L’élève doit avoir son cahier de COURS.

Ils nécessitent la participation active des élèves et peuvent avoir, dans le processus d'apprentissage, deux vocations principales :

La Découverte :A partir d'études de cas on essaie de faire émerger les règles et les principes.

⇒ Démarche inductive.L’Application :

On applique des méthodes et démarches dans une multiplicité de cas particuliers dont les éléments ou les paramètres varient.

⇒ Démarche déductive.

LES TRAVAUX DIRIGES.



L’élève doit avoir son cahier de TRAVAUX DIRIGES.


ORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS (STI)

Quelques principes(1):la progression se fait sur deux ans

il faut étudier les concepts au moins deux fois pendant la formation (compréhension puis consolidation)

il est possible de prévoir un miniprojet sur l’année

les activités en classe entière se rapporte aux concepts étudiés en TP pendant cette période



Quelques principes (2) :

une rotation de TP peut se faire sur 4 semaines ( 6 semaines pour le lancement , la rotation et la synthèse ) .

il est possible de faire 5 à 6 rotations de TP par an.

un TP a une durée de 2 à 4 heures.

une rotation de TP est obligatoirement centrée sur un seul concept ( ou groupecohérent de concepts ).

une rotation de TP est précédée par un lancement qui définit le concept ciblé( préparation collective sous forme de TD ou de TP cours par exemple ).

une rotation de TP est suivie d’une synthèse qui met en commun lesconnaissances, les structure et précise le concept ciblé.

une rotation de TP est toujours suivie d’une évaluation vérifiant la maîtrise du concept ( et non pas le travail fourni en TP ).

Le TP n ’est pas une fin en soi.

Une remédiation doit être prévue


ORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS (BAC)

Quelques principes (3) :le sujet de TP doit être très court (peu de documents).

le support de TP peut être un système, un sous système, un (ou des ) composant(s) électrotechnique(s).

le sujet doit comporter au moins la moitié de questions ouvertes qui obligentl’élève à réfléchir pour trouver une solution.

l’élève doit être capable à tout moment de dire : le but du TP, les différentsessais à faire, le travail qu’il doit fournir.

le travail demandé doit comporter un compte rendu explicite à rédigercorrectement suivant des règles fixées à l’avance.

le compte rendu doit préciser le but, la méthode d’essai, la procédure, lesschémas, les résultats, la conclusion ( précision du concept ).

le travail fait par l’élève en TP doit être évalué. La note jugera surtout l’aptitude àse faire une représentation mentale plutôt qu’à consigner des résultatscorrects.

une évaluation rapide peut être envisagée à chaque séance ( sur l’acquisition du concept de la fois précédente )


ORGANISATION DES ENSEIGNEMENTSORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS (BAC)

Un remembrement des activités, une phase de mise en commun, une phase de conceptualisation, des éléments de contenus, la présentation de ce qu ’il faut retenir…..

Des activités individualisées, différentes les unes des autres mais cohérentes entre elles et convergentes vers le «but»

UN LANCEMENT D ’ACTIVITE

TP / TD / Cours

LA SYNTHESE

Un concept


L’existence de cette contrainte technique ne doit pas pour autant conduire à :

une parcellisation ou un émiettement des apprentissages,une perte de « sens » de l ’enseignement

Pour éviter ces dérives, la conception d ’une séquence de TP tournants doit impérativement répondre à des critères précis !!!!

LA PRATIQUE DES TP TOURNANTSORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS (BAC)

La pratique des TP tournants est directement liée à l’impossibilité matérielle de proposer la même activité à tous les élèves en même temps.


ORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS (BAC)

LANCEMENT LANCEMENT DD ’ACTIVITE’ACTIVITE

Le lancement est l’activité qui donne du sens à ce que l ’élève va faire.

SENS

A5

A3

A2

A1 Des activités par « rotation ».

LA SYNTHESELA SYNTHESE

La synthèse permet :- d ’énoncer clairement le concept ciblé par les différentes activités. ( rappels des attributs essentiels et particuliers ).- d ’y associer des pratiques.- d ’y associer des exemples.

A4

Sans synthèse, pas de perception des « structures d ’ensemble », pas de

conceptualisation des problématiques industrielles, pas de technologie !



LANCEMENT.

UN CONCEPT : PLUSIEURS SYSTEMES.UN CONCEPT : PLUSIEURS SYSTEMES.

CONCEPT:LA

MODULATION D'ÉNERGIE.

CONCEPT:LA

MODULATION D'ÉNERGIE.

COURS

MODULERL’ENERGIE

POURQUOI ?COMMENT ?

TD

LECHOIX D ’UN

MODULATEURD ’ENERGIE

SYNTHESE.

TP N° 1

MODULATEURTYPE

M. L. I.

TP N° 3

MODULATEURTYPE

REDRESSEURCOMMANDE

TP N° 2

MODULATEURTYPE

TRAIN D'ONDES

TP N° 4

MODULATEURTYPE

ANGLE DE PHASE

Sens

S1 S2 S3 S4

S1

S2 S3

S1

S1

Activité classe entière.

Activité par rotation.

S4



LANCEMENT.

UN CONCEPT : PLUSIEURS ACTIVITES.UN CONCEPT : PLUSIEURS ACTIVITES.

CONCEPT:LE CIRCUIT

ELECTRIQUE.

CONCEPT:LE CIRCUIT

ELECTRIQUE.

COURS

ORGANISATIONFONCTIONNELLE

d ’un CIRCUITELECTRIQUE

TD

ALIMENTATIOND ’UN MOTEUR

SCHEMASCHOIX DEMATERIEL

SYNTHESE.

TP N° 1

IDENTIFICATIOND ’APPAREILLAGESUR UN SYSTEME

CLASSIFICATION

TP N° 3

ESSAI ET OBSERVATIONDE MATERIEL

VERIFICATIONDES CONCEPTS

TP N° 2

CABLAGE D ’UN

DÉMARRAGEDIRECT

TP N° 4

IDENTIFICATIOND ’APPAREILLAGESUR UN SYSTEME

CLASSIFICATION

Sens

S1 S2 S3 S4

S1

S2 S3

S4

S1

S1

Activité classe entière.

Activité par rotation.



…SIX SEMAINES ?…SIX SEMAINES ?• la durée moyenne qui sépare deux périodes de vacances scolaires,• une masse horaire suffisante pour « faire quelque chose »,• une durée pas suffisamment longue pour qu’on oublie ce qu’on voulait faire……

DES CYCLES D ’APPRENTISSAGE A DUREE LIMITEE….



LES MASSES HORAIRESpour lpour l ’ensemble AII et ’ensemble AII et GEGE..

EN CLASSE DE PREMIÈREEN CLASSE DE PREMIÈRE, 6 SEMAINES6 SEMAINES, c ’est :

• 12 heures à classe entière.

• 42 heures en groupe d ’atelier.

EN CLASSE TERMINALEEN CLASSE TERMINALE, 6 SEMAINES6 SEMAINES, c ’est :

• 12 heures à classe entière.

• 60 heures en groupe d ’atelier.


L ’ORGANISATIOND ’UN CYCLE: exemple


Semaine 1 Semaine 2 Semaine 3 Semaine 4 Semaine 5 Semaine 6

Lancementde la série

de TPTP 1 TP 2 TP 3 TP 4 Correction

des TP

Lancementdu centred'intérêt

Présentation des principes de fonctionnement /Grandeurs caractéristiques/ méthodes /Technologie

/ Structuration des connaissances / TD

Synthèsedu centred'intérêt

Activité en groupe atelier

Activité en classe entière

Une année 5 rotations



Unconcept.

formulationdu concept.

Un transfert.T D 1TP 1 TP 2 Cours

Une synthèse.

TP 3 TP4 TD 2

Des acquisstabilisés.

Phase formative.Phase formative. Phase sommative.Phase sommative.


L ’ORGANISATION D ’UNE PROGRESSION: exemple


Série 1 Série 2 Série 3 Série 4 Série 5

première niveau 1

génie électrique

la conversion d'énergie

le circuit électrique protection, sécurité la modulation d'énergie

miniprojet

AII le système automatisé organisation, description du fonctionnement

l'information binaire l'information analogique

l'information numérique

le dialogue H<>M

terminale niveau 2

génie électrique

la conversion d'énergie

le circuit électrique protection, sécurité la modulation d'énergie

préparation au BAC

AII le système automatisé organisation, description du fonctionnement

l'information binaire l'information analogique

l'information numérique

deux années: 2 x 5 rotations


LA DIFFÉRENCE ENTRE BAC ET BTS.

Le bac est un diplôme à caractère GÉNÉRAL.

Il n’a pas de finalités professionnelles.

Comme les autres BAC , il donne un niveau de fin d’étudessecondaires.

Sa particularité est de se servir de systèmes techniques commesupport d’études au lieu de textes pour les séries L, des sciences pour les séries S.

Le BTS est un diplôme à caractère PROFESSIONNEL.


La différence entre le BAC et le BTS

Le bac est un diplôme à caractère GÉNÉRAL.

On développe les capacités des élèves:

- Aptitude à traiter correctement un sujet (hypothéses, données, procédure,rédaction ).

- S’exprimer correctement à l’écrit ( compte-rendu et plan ), à l’oral.

- S’organiser et structurer son savoir.

- Maîtriser des bases simples .

⇒ Approche des concepts par les fonctions. La distribution d’énergie.

La protection des installations.

La commande des circuits.

La modulation d’énergie.

La conversion d’énergie.

L’organisation d’un système automatisé.

La description des systèmes automatisés.

L’acquisition des informations.

Le traitement des informations.

La commande.



Le problème généralLe problème général

Identifier un appareilIdentifier un appareil

Les différentes familles de produitsLes différentes familles de produits

Fonction: protection des

matériels

Fonction: protection des

matériels

APPROCHE PAR FONCTION AU BACAPPROCHE PAR FONCTION AU BAC

Savoir faireSavoir faire

Choisir des appareilsChoisir des appareils

Les caractéristiques généralesLes caractéristiques générales

Les solutions technologiquesLes solutions

technologiquesLes critères de

choixLes critères de

choix

ConnaissancesConnaissances

Régler un appareil de protectionRégler un appareil de protection

Faire l’essai d ’un appareilen respectant une procédureFaire l’essai d ’un appareil

en respectant une procédure

Valider un fonctionnement

Valider un fonctionnement



Le BTS est un diplôme à caractère PROFESSIONNEL.On privilégie le développement des compétences des étudiants au travers des capacités définies

dans le référentiel du diplôme.

- Savoir faire un projet d’électrotechnique.

- Savoir faire un projet d’automatisme.

- Acquérir des connaissances spécifiques d’un niveau supérieur.

⇒ Approche des concepts par les procédés. Le chauffage.

La traction.

Le positionnement.

Le laminage.

La production du froid.

Les alimentations de secours.

Le soudage.

L’éclairage.

Etc ...



La protection des biens&

des personnes

La protection des biens&

des personnes

Le problème généralLe problème général

Procédé: soudage

Procédé: soudage

APPROCHE PROCEDE EN STSAPPROCHE PROCEDE EN STS

La conversion de l ’énergie

La conversion de l ’énergie

L ’automatismeL ’automatisme

La modulation d ’énergie

La modulation d ’énergie La gestion &

distribution de l ’énergie

La gestion & distribution de

l ’énergie

ConnaissancesRAPPELS ET APPORTS

ConnaissancesRAPPELS ET APPORTS

Choisir les appareilsChoisir les appareils

Savoir faireSavoir faire

Rédiger le dossier techniqueRédiger le dossier technique

Réaliser l ’installation électrique

Réaliser l ’installation électrique

Faire un essai en respectant une procédure

Faire un essai en respectant une procédure

Réaliser l ’automatisme

Réaliser l ’automatisme